Зачем нужна земле луна: Луна — зачем она нам нужна?

Лунные сокровища: Зачем нам нужна Луна

Один из членов экипажа знаменитой лунной станции АПОЛЛОН берется доказать, что ключом к будущему развитию Земли послужат грандиозные запасы экологически чистого ядерного горючего, дожидающиеся нас в недрах Луны

Стефано Коледан

Item 1 of 6

1 / 6

Роботизированная горнодобывающая техника сможет собирать и обогащать верхние слои лунного грунта.

Харрисон Шмитт, член экипажа космического корабля АПОЛЛОН-17, покинул Луну 32 года тому назад. С собой он привез центнер лунных камней и страстное желание увидеть, как человечество продолжит исследования космоса. Шмитт убежден, что пришло время американцам вернуться на Луну. Почему именно теперь, он объясняет в статье, написанной специально для нашего журнала.

Лунные горняки

Горсточка земли, подобранная на гребне лунного кратера Камелот, соскользнула с моего совка в тефлоновый пакет и вместе со всей командой Аполлона-17 отправилась в путь на Землю. В тот день, 13 декабря 1972 года я, пожалуй, не представлял, что образец грунта 75501, а также образцы, доставленные Аполлоном-11 и другими экспедициями, послужат вескими аргументами для того, чтобы в XXI веке нам потребовалось вновь вернуться на Луну. Осознание придет позже, через тринадцать лет, когда молодые инженеры университета штата Висконсин в образцах лунного грунта обнаружат существенное количество гелия-3. Это весьма любопытное вещество является изотопом хорошо известного газа — того самого, которым по праздникам наполняют разноцветные воздушные шарики.

Еще до лунных экспедиций небольшие количества гелия-3 удалось обнаружить на Земле, и этот факт заинтриговал научное сообщество. Гелий-3 со своим уникальным внутриатомным строением обещал фантастические перспективы. Если использовать его в реакции ядерного синтеза, того самого, который питает энергией наше Солнце, то можно было бы получить огромные количества электроэнергии, не погрязнув при этом в опаснейших радиоактивных отходах, которые помимо нашей воли производятся в традиционных ядерных реакторах. Добывать гелий на Луне, а затем отправлять на Землю — занятие не из легких, но тех, кто ввяжется в эту авантюру, ждет сногсшибательная награда. Гелий-3 мог бы избавить мир от наркотической зависимости, когда жизнь немыслима без ископаемого горючего.

В течение десятилетий, когда исследования космоса посредством обитаемых космических аппаратов свелись практически к нулю, разработка подобного проекта представлялась совершенно нереальной. Конечно, Америка и другие державы посылали время от времени космонавтов на околоземные орбиты, однако в дальние космические пределы человечество предпочитает теперь отправлять только роботов. Ситуация изменилась 14 января 2004 года, когда президент Джордж Буш призвал NASA к «дальнейшему исследованию космоса и расширению человеческого присутствия по всей нашей Солнечной системе».

Для чего возвращаться

В течение всей истории человечества поиск драгоценных ресурсов — сначала еды, затем минералов и, наконец, энергии — толкал на исследование и освоение все более и более отдаленных уголков планеты. Полагаю, что гелий-3 станет тем ресурсом, который сделает освоение Луны желательным, а следовательно, и возможным.

Хотя на Земле и существует гелий-3 в тех количествах, которые позволяют исследовать его физические свойства, ни о каких коммерчески значимых запасах этого вещества говорить не приходится. Если бы таковые имелись, мы бы, наверное, уже давно научились получать с их помощью электричество. Чем дальше мы продвигаемся в создании термоядерных реакторов, тем острее сознаем привлекательность реактора на базе гелия-3.

Исследователи перепробовали несколько способов укрощения грандиозных энергий водородного синтеза, пытаясь получить мирное электричество. Камнем преткновения оказались трудности достижения температур, необходимых для поддержания реакции. При этих температурах — таких, как на поверхности Солнца — плавятся все известные нам материалы. Поэтому реакцию можно поддерживать, только ограничивая зону процесса магнитным полем, то есть создав своеобразный электромагнитный термос.

На первых порах ученые полагали, что синтеза можно достичь, используя дейтерий, изотоп водорода, обнаруженный в морской воде. Вскоре выяснилось, что требования к температуре и давлению для поддержания этого процесса в течение хотя бы нескольких дней не увязываются с возможностями технологии магнитного ограничения зоны реакции. Если тритий заменить на гелий-3, вместо магнитов можно использовать электростатическое ограждение, и вообще конструкция реактора становится намного проще, а объемы высокорадиоактивных отходов

заметно сокращаются. Этот поворот мысли впервые позволил посмотреть на термоядерный синтез как на прикладную энергетическую задачу.

Впрочем, гелий-3 не используется в энергетике не из-за недостатка инженерных талантов, а просто потому, что на Земле фатально не хватает самого изотопа. Огромные количества гелия зарождаются на Солнце, причем малую его долю составляет гелий-3, а остальное — гораздо более часто встречающийся гелий-4. Пока эти атомы движутся к Земле в составе «солнечного ветра», оба изотопа претерпевают изменения. Столь драгоценный для нас изотоп никогда не достигает Земли, поскольку его отбрасывает прочь земное магнитное поле. К счастью, на Луне магнитного поля нет, так что здесь он накапливается в поверхностном слое грунта, а в результате постоянного метеоритного дождя перемешивается с пылевыми осадками и скальными осколками, где и ждет нас многие тысячелетия.

Программа добычи гелия-3 с поверхности Луны не только предоставляет весомые аргументы в пользу строительства на Луне людских поселений — она может принести грандиозные результаты и у нас, на Земле.

Горнодобывающая промышленность в условиях Луны

Анализ образцов, собранных в 1969 году Нилом Армстронгом в ходе первой лунной экспедиции, показал, что концентрация гелия-3 в лунном грунте не опускается ниже 13 частей на миллиард. В непотревоженных грунтах эта концентрация может достигать величин 20−30 частей на миллиард. Казалось бы, такие концентрации слишком малы, чтобы принимать их всерьез, однако если посмотреть на заложенную в проекте цену $1400 за грамм гелия-3, легко подсчитать, что центнер гелия-3 потянет на очень приличную сумму в $140 миллионов.

Поскольку концентрация гелия-3 достаточно низка, для обогащения придется перерабатывать значительные количества грунта и скальной породы. Если с лунной поверхности площадью примерно два квадратных километра содрать слой грунта толщиной три метра, мы получим около центнера гелия-3. Такого количества хватит, чтобы в течение года питать электричеством Даллас или Детройт.

По земным меркам расходы на процесс горнодобычи оказываются не слишком высокими. Почти всю работу могут выполнять автоматизированные комбайны. Выделение чистого изотопа тоже не представляет-ся слишком сложным. Нагрев вместе с перемешиванием легко высвободит газы, адсорбированные в грунте. Если после этого пары охлаждать до абсолютного нуля, из смеси будут последовательно выпадать все присутствующие в ней газы. На последнем этапе специальные мембраны помогут отделить гелий-3 от простого гелия.

Принцип управляемой термоядерной реакции второго поколения предполагает слияние дейтерия и гелия-3. В результате реакции образуется высокоэнергетический протон (ион водорода с положительным зарядом) и ион гелия-4 (альфа-частица).

Наиболее важное потенциальное преимущество такой схемы синтеза состоит в ее совместимости с применением электростатических полей для управления ионами топлива и образующимися протонами. Протоны — положительно заряженные частицы, так что их движение можно с помощью полупроводниковых технологий перевести непосредственно в электрический ток. При такой конфигурации нет нужды превращать энергию протонов в тепло, чтобы потом крутить огромные турбогенераторы — прямое преобразование в электричество обещает в перспективе эффективность вплоть до 70%. Электростанции термоядерного синтеза, работающие на дейтерии и гелии-3, должны отличаться от альтернативных низкими капитальными и эксплуатационными расходами. Причины этому — меньшая техническая сложность, более высокая эффективность преобразования энергии, меньшие размеры, отсутствие радиоактивного топлива и угрозы заражения воздуха и воды и, наконец, весьма незначительные хлопоты с отходами низкого уровня радиоактивности. Получается, что для разработки и строительства первой термоядерной электростанции на основе гелия-3 потребуются капиталовложения порядка $6 миллиардов. Если ориентироваться на сегодняшние расценки при оптовой продаже электричества (пять центов за киловатт-час), то стоимость энергии из нового источника станет конкурентоспособной после ввода в строй пяти гигаваттных термоядерных станций, которые заменили бы устаревшие электростанции или подключились к питанию новых потребителей.

Новый космический транспорт

В планах освоения Луны, пожалуй, больше всего смущает проблема создания космического аппарата, который мог бы доставить на лунную поверхность рабочий персонал и необходимое оборудование. Базовой моделью, на которой можно было бы разработать надежную большегрузную лунную ракету, остается Аполлон Сатурн V. Пятые Сатурны, самые большие космические корабли в мире, способны забросить на Луну до 50 т груза. Вложив около $5 млрд., можно разработать модернизированный Сатурн, способный доставить на лунную поверхность 100 т груза при стоимости перевозок в пределах $3000 за кг.

Возвращение на Луну имеет смысл даже в том случае, если добыча гелия-3 окажется единственной целью. Однако со временем эта дерзкая авантюра должна принести новые, более весомые дивиденды. Поселения, развернутые ради добычи гелия-3, станут базой для новых форм деятельности, необходимых при исследованиях космоса. Даже имея новое поколение Сатурнов, вряд ли будет экономически оправданно забрасывать на Луну большие количества кислорода, воды или стройматериалов, необходимых для создания постоянных человеческих поселений. Мы должны разработать технологии извлечения этих материалов из имеющихся на месте ресурсов. Переработка лунного грунта в поисках гелия-3 дает уникальную возможность получать их в качестве побочного продукта. Другие возможности могут открыться, если увидеть коммерческий смысл в продаже относительно недорогого доступа в космос. Такие дополнительные формы получения прибыли могут включать в себя платные услуги по поддержке государственных программ исследования Луны и других планет, создание астрономических обсерваторий, услуги в плане национальной обороны и, наконец, долгосрочные программы экстренной защиты от падения на Землю астероидов и комет. Разумеется, наличие высоконадежных и недорогих ракетных перевозок создаст возможность для развития космического и лунного туризма.

Осознав столь грандиозные коммерческие перспективы, частнопредпринимательский сектор должен всеми силами поддерживать возвращение на Луну — на этот раз навсегда.

Кто будет жить на Луне и зачем она нам нужна? — Никита Деменков на vc.ru

Луна — спутник Земли, к которому обращено пристальное внимание больших умов нашей цивилизации. Казалось бы, что можно найти на безжизненном объекте, который не представляет такой интерес как тот же Марс, на котором всё чаще находят доказательства того, что он был обитаем.

70
просмотров

Актуальны разговоры о колонизации Луны из-за перенаселения нашей планеты. Но, проблема перенаселения едва может быть решена колонизацией спутника. Кто захочет покидать Землю? А насколько реально заставить людей переехать на Луну по собственной воле? К тому же, Луна в разы меньше — площадь поверхности Луны равна 58 миллионам квадратных километров, когда у Земли 510 миллионов.

Так почему Луну до сих пор исследуют? Что на ней ищут? Почему нам всё же не избежать колонизации спутника и кто будет на нём жить? — Читайте подробнее в статье.

Что такое Луна?

Мы привыкли представлять Луну, как некий шарик, светящийся по ночам на небосводе. И, от части, это так и есть. Однако, помимо этого факта, Луна носит множество «титулов»:

• Единственный спутник Земли
• Самый близкий к Солнцу спутник планеты
• Второй по яркости объект на небосводе
• Единственный внеземной объект, на котором был человек

Изображение с v-kosmose.com

Луна, как и наша планета, состоит из разных слоев. Внешняя кора состоит из анортозитов. Это темно-серая или же черная горная порода. Она довольно твердая. Нижняя мантия частично расплавлена. Присутствует магматический сплав. Внешнее ядро Луны жидкое. Внутреннее — твердое.

Внешнее ядро Земли больше Луны

Привычный цвет Луне придает покрывающий её торий — химический слаборадиоактивный металл серебристого цвета.

Карта концентрации тория на поверхности Луны согласно данным Lunar Prospector

Луна кажется незаурядным объектом. Каменной пустыней. Зачем на её изучения тратят миллиарды долларов, а в планах — колонизация?

Что нам нужно от спутника?

«Роскосмос» сообщили: 22 августа 2022 года Россия запустит «Луну-25», целью которой будет изучение веществ на поверхности спутника Земли. Китай заявил, что начнёт заселение Луны к концу XXI века.

В планах российской лунной программы XXI века постройка обитаемой базы и полигона по добыче полезных ископаемых к 2050 году. Подобные планы строят и Европейские державы, другие страны.

Полезные ископаемые. Вот, что нужно человечеству от Луны.

Дело в том, что ресурсы Земли не вечны. С каждым годом они истощаются. По некоторым данным, нефти на Земле остается ~ на 50 лет. Газа, по данным на 2012 год, на 56 лет.

Как же альтернативная энергетика?

Культ возобновляемых и экологичных источников энергии набирает всё большие обороты. Но, не всё так просто. Альтернативные источники имеют свои минусы. Самыми существенным из них является время: получать энергию из ветра можно только 25-35% времени, из солнца — 10-25%.

«Чтобы построить станции для генерации энергии из альтернативных источников, нужны все те же углеводороды, которые пока что нечем заменить» — подмечают в trends.rbk.ru

Основные источники углеводородов — нефть, природный и сланцевый газ, каменный уголь.

Самый ценный ресурс Луны

Самым ценным из присутствующих у спутника ресурсом является гелий-3. Это источник альтернативной энергетики. По сообщениям ресурса Oil Price, цена одной тонны Гелия-3 составляет 5 млрд. долларов.

20 тонн гелия-3 и всё человечество Земли обеспечено электричеством на год.

На Земле, гелий-3 не добывается из природных источников, а создаётся искусственно, при распаде трития. Его добывают в очень небольших количествах, исчисляемых несколькими десятками граммов за год.

Но почему так мало?

Луна получила свои гелиевые богатства в результате облучения солнечным ветром. Земля защищена магнитным полем от подобного явления. Поэтому, на Земле не содержится большого количества гелия-3.

Возможности обеспечения жителей Земли энергоносителями небезграничны, их запасы на нашей планете будут исчерпаны в ближайшие столетия. Вместе с тем, в США уже подсчитали, что имеющиеся на Луне запасы гелия-3 могут обеспечить землян энергией, как минимум, на пять тысяч лет вперед

Владислав Шевченко, Доктор физико-математических наук, заведующий отделом исследований Луны и планет Государственного астрономического института МГУ им. Ломоносова

Гонка за добычей энергоресурса является более реальной причиной заинтересованности научного и политического сообществ в Луне. Вероятно, причиной будущей колонизации спутника может быть не столько перенаселение Земли, сколько борьба за изотоп гелия. Чья колония быстрее начнёт добывать его и станет ведущим мировым лидером.

Вероятно, стоит ожидать работу будущего с командировками на Луну. Некие космические вахтёры. Энергетики нового времени.

Помимо гелия-3 Луна содержит и другие ценные ресурсы — железо, алюминий, титан. На фоне истощающихся запасов Земли, Луна кажется лакомым кусочком, за которым гонятся ведущие державы планеты.

Нужна ли нам была луна для жизни?

Фотография полной Луны, сделанная Аполлоном-11 по пути домой на Землю с расстояния примерно 18 520 км (10 000 морских миль). Кредит: НАСА

Насколько нам известно, Земля — единственное место во Вселенной, где зародилась жизнь. Это делает тайну нашего существования еще более загадочной. Каковы были все факторы, необходимые для появления первых форм жизни на нашей планете и стимулирования эволюции более сложных, разумных форм жизни.

Нам нужно было спокойное и умеренное солнце, твердая земля, хорошая температура, соответствующие химикаты и жидкая вода. Возможно, напитки подаются в ананасах с маленькими зонтиками. Но как насчет луны? Является ли луна необходимостью для жизни в любом случае?

Насколько нам известно, наша Луна образовалась, когда объект размером с Марс врезался в Землю около 4,5 миллиардов лет назад. Это огромное столкновение породило облако обломков, которые слились в луну, которую мы знаем и любим сегодня.

Тогда Луна была намного ближе к Земле, чем сегодня, всего на 20-30 000 километров. Часть его текущего расстояния. Если бы вы могли стоять на поверхности Земли, Луна выглядела бы в 10-20 раз больше, чем мы видим ее сегодня.

Но никто этого не сделал, потому что Земля была расплавленным шаром раскаленной докрасна магмы, насквозь вкусной лавой. Жизнь возникла 3,8 миллиарда лет назад, почти на следующий день после того, как Земля остыла до такой степени, что жизнь стала возможной.

Ученые считают, что он впервые образовался в океанах, где была соответствующая температура и было много воды, которая использовалась как растворитель для смешивания химических веществ жизни.

Действие силы тяжести равно кубу ее расстояния. Когда Луна была ближе, сила ее гравитации, притягивающая земную воду, была более свирепой. Но какое влияние эта гравитация оказала на наш мир и его жизнь? Нужна ли нам луна, чтобы волшебство произошло?

Оказывается, мы можем быть обязаны ему самим своим существованием, потому что его гравитационное притяжение могло привести в движение нашу тектонику плит. Без тектоники плит наша планета была бы больше похожа на Венеру, подрумяненную и мертвую.

Поднимает уровень Мирового океана к экватору. Без этой гравитации океаны перераспределились бы, подняв уровень на полюсах. Это также замедлило вращение Земли вокруг своей оси. Вскоре после своего образования Земля поворачивалась каждые 6 часов. Без этой луны, которая замедляла бы нас, у нас была бы гораздо более суровая погода.

Стабилизирует вращение Земли вокруг своей оси. Возможно, Земля регулярно переворачивалась вокруг своей оси, вызывая полное перераспределение земной воды. Астрономы считают, что это произошло на Марсе, потому что у него никогда не было большой луны, которая могла бы его стабилизировать.

Но наибольшее влияние Луны на жизнь оказывают приливы. Это регулярное движение воды, которое обнажает землю на краю океана, а затем снова покрывает ее всего через несколько часов. Это могло побудить жизнь адаптироваться и перейти из океанов на сушу.

Карта Земли с линиями разломов (синие) и зонами вулканической активности (красные). 1 кредит

Одним из самых незаметных эффектов Луны является то, что она сделала с самой жизнью. Ночные животные ведут себя по-разному в зависимости от того, где луна находится на небе в течение ее 29 часов..5-дневный цикл. Когда луна полная и яркая, рыба-жертва прячется в рифе, когда ее лучше всего видно.

Удивительно, но львы реже охотятся в полнолуние, и исследователи обнаружили, что нападения львов на людей происходят через 10 дней после полнолуния, а многие летучие мыши менее активны в полнолуние.

С таким количеством видов на Земле, затронутых Луной, разумно предположить, что на протяжении эонов на Земле существовало бы другое направление эволюции жизни на Земле, и люди, возможно, никогда не эволюционировали.

Хищная рыба на рифе. Кредит: Ласло Ильес

Похоже, луна все-таки важна. Важен для геологии Земли и важен для эволюции самой жизни.

Поскольку охотники за внесолнечными планетами ищут новые миры и определяют их жизнеспособность, они могут захотеть сначала сосредоточиться на мирах с лунами.

Источник:
Вселенная сегодня

Цитата :
Нужна ли нам луна для жизни? (2015, 23 ноября)
получено 12 января 2023 г.
с https://phys.org/news/2015-11-moon-life.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие
часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Что произойдет, если Луна исчезнет?

• Каждый год Луна отдаляется примерно на 1,5 дюйма от Земли.
• Оказывается, луна — это не просто луч света в ночном небе; его существование имеет решающее значение для тонкого балансирования, которое делает возможной жизнь на Земле.
• Луна оказывает наибольшее влияние на земные приливы, и без нее приливы и отливы уменьшились бы примерно на 75%.
• Посетите домашнюю страницу Business Insider, чтобы узнать больше.

LoadingЧто-то загружается.

Спасибо за регистрацию!

Получайте доступ к своим любимым темам в персонализированной ленте, пока вы в пути.

Ниже приводится стенограмма видео.

Рассказчик: Наша луна движется. Каждый год он удаляется примерно на 1,5 дюйма от Земли. И при этом вращение Земли на самом деле замедляется. Что, если однажды ночью луна просто исчезнет? Пропустим ли мы это?

Полная луна в среднем в 14 000 раз ярче следующего по яркости объекта ночного неба — Венеры. Так что без него каждая ночь была бы темна, как новолуние. И наблюдение за звездами было бы захватывающим.

Но на следующее утро вы начнете понимать, насколько важна Луна для жизни на Земле. Для начала, между Солнцем, вращением Земли и Луной, Луна оказывает наибольшее влияние на земные приливы.

Без него приливы и отливы уменьшились бы примерно на 75%. Это поставит под угрозу жизнь многих видов крабов, мидий и морских улиток, обитающих в приливных зонах, и нарушит рацион более крупных животных, которые полагаются на них в качестве пищи, угрожая при этом целым прибрежным экосистемам. Через несколько десятилетий мы начнем наблюдать массовое сокращение населения в море и на суше.

На Большом Барьерном рифе происходит одно из крупнейших в мире событий нереста. Каждый ноябрь, в дни, следующие за светом полной луны, коралловые колонии по всему рифу, занимающие территорию, превышающую штат Нью-Мексико, выпускают миллионы яйцеклеток и сперматозоидов с интервалом почти в несколько минут. Ученые уверены, что полнолуние играет определенную роль в выборе времени, но как именно, остается загадкой.

На суше такие животные, как эти красные крабы, также используют лунные сигналы для размножения. Прожив большую часть своей жизни в горах, миллионы взрослых крабов мигрируют к берегу. И тогда, только в течение последней четверти луны, самки выпускают икру в море.

Возможно, луна уже не так сильно влияет на воспроизводство человека. Но без него изменилось бы кое-что еще, о чем мы так же заботимся, — погода. Приливы и приливные течения помогают смешивать холодные арктические воды с более теплыми водами тропиков. Это уравновешивает температуры и стабилизирует климат во всем мире. Без Луны прогнозы погоды были бы практически невозможны. Средняя разница между самыми жаркими и самыми холодными местами на Земле может вырасти до опасных для жизни пределов.

Но ничто из этого не сравнится с самыми большими изменениями, которые нас ждут в ближайшие тысячелетия. Прямо сейчас Земля наклонена вокруг своей оси на 23,5º в основном из-за гравитации Луны. Если бы Луна исчезла, ось Земли колебалась бы в пределах от 10 до 45º.

По оценкам некоторых экспертов, Юпитер может помочь удержать наклон Земли от полного выхода из-под контроля. Но даже дополнительные 10º наклона могут нанести ущерб климату и временам года.
В прошлом наклон Земли изменился примерно на 1-2°, что, по мнению ученых, могло вызвать ледниковые периоды в прошлом. Трудно сказать, к чему приведет наклон на 10° или 45°, но, вероятно, ничего хорошего для большей части жизни на Земле.

Сегодня Луна необходима не только для жизни на Земле. Эксперты считают, что он также мог сыграть ключевую роль в формировании жизни более 3,5 миллиардов лет назад. Оказывается, луна — это не просто луч света в ночном небе. Его существование имеет решающее значение для тонкого балансирования, которое делает жизнь здесь возможной.

Видео предоставлено Instagram/@Norazian, Instagram/faulkner_photography

ПРИМЕЧАНИЕ РЕДАКТОРА: это видео было первоначально опубликовано в марте 2018 года.